鲍威尔镜头
鲍威尔镜头是什么
鲍威尔镜头使用光学生成统一强度激光线使用独特的圆柱形表层形状实现此目标鲍威尔镜像应用多样性如机器视觉和流细胞测量
半岛游戏官方登录网站入口多数激光射出循环或瞬态波束(剖面内)。横梁密度剖面通常高斯或近似高斯高斯密度分布有益于多项应用但也有一些例子显示,统一强度分布(常称“斜面顶部”)比较理想
有几种方法将高斯波束转换为均匀密度分布(一维二维)。最强和最灵活的方式基于鲍威尔镜头让我们看看为什么偶机光束有时需要, 鲍威尔镜头如何工作, 以及它对其他技术有什么好处
高斯比姆斯-好坏
画图显示环高斯波束光束中心比边缘强得多半岛游戏官方登录网站入口高斯波束自然生成 物理下层大多数激光 正因如此常见
半岛游戏官方登录网站入口多数激光自然生成圆跨波束加高斯密度分布-中心比边缘亮得多均匀强度束循环平方比较
高斯剖面膜常比统一强度束(圆或平方)有利有几个原因密钥一是高斯波束可聚焦小点比同直径统一环形波束小在许多应用中,它非常实用例如,在大多数材料处理使用中,小聚焦波束提高生成分钟特征的能力,在许多激光显微镜技术中,小聚焦点尺寸提高图像分辨率
但也有一些反向实情, 特别是当激光编成线束时(波束长长于宽度)。线束用于多项光照任务一致性强度在这里是可取的,因为平均启发场景或对象简化后续图像处理并增强图像对比度和分辨率
变换高斯波束
高斯波束独有性能是 当高斯波束集中化 扩展化或用传统光学重构时 保持高斯密度剖面处理起来很难
最简单直接方式将高斯波束转换成均匀强度分布法是传递波束孔径,光阻除中和最均匀波束方法有两个缺陷。 第一,极大部分激光功率被丢弃 — — 高达75 % 。 第二,结果波束仍然不完全统一
将高斯波束转换为统一强度剖面的最简单方式就是选择波束中心部分并丢弃其余部分但这种方法产生最穷结果
高斯光束转换为平面分布而不扔出很多光比较难可同时使用阻抗和反射技术
分辨光学工作方式为干扰各种分辨指令空间再分配激光束光可产生几乎任意强度剖面图,包括近平面图和各种模式
有两大阻抗光学制作统一线束第一,它们效率不高失光量适中误差命令第二,它们典型波长敏感度半岛游戏官方登录网站入口使用二极管激光时特别成问题
Lenslet数组完全反射法光学带多镜片 均小于输入波束由每个镜头生成输出模式相重叠远场,产生理想统一强度分布
圆柱式透镜阵列两种配置
极难实现高一致性 最后波束用透镜数组密度中通常有大量高频波纹此外,透镜阵列还需要专用工具制作,将其实用性限制在大容量应用上
鲍威尔镜头
鲍威尔透镜器是另一种反射光学模式,它克服异光学阵列和镜头阵列的局限性鲍威尔镜片是一个方位圆柱形镜片,可高效转换高斯输入波束为异波波束并统一强度分布鲍威尔镜片是一种圆柱镜片, 单维化波束
鲍威尔镜头
图显示鲍威尔镜头表面的形状并比较其操作与传统圆柱镜鲍威尔镜头重定向光从中心向波束边缘消除中心热点 。 圆柱镜表还导致波束单维散出,但保留高斯剖面产生线束 中心比边缘亮
鲍威尔镜像(左侧)比对传统圆柱镜像(右侧)。双光学将圆高斯剖面激光束变异光扇鲍威尔透镜从中心向波束边缘移动光线以生成统一强度线,而柱形透镜维护波束高斯剖面图,因此中线亮度高得多
鲍威尔镜像几乎在性能的方方面面提供优异结果最重要的是鲍威尔镜头效率更高(光少)并产生斜斜模式,在理想区域外光少
鲍威尔镜头对输入波长相当不敏感半岛游戏官方登录网站入口这使得它可用二极管激光器,因为它不受波长单位对单元变化以及这些源固有带宽和波长温度依赖的影响。 结果是整个模式总体强度均匀化++5%可以在生产波长选择或bin二极管激光器中例行实现,而不必波长选择或bin二极管激光器
鲍威尔镜片不完全每种光束都设计成专用输入波束直径,使用大或小波束无法产生最优效果敏感对齐性(轴垂直至圆柱面)。偏差会降低预测线的强度一致性
理解鲍威尔镜头规范
高精度编译鲍威尔镜像的圆柱形孔径挑战性强,鲍威尔镜像质量因厂商而异表示实战鲍威尔镜片的性能可能与其设计值大相径庭这使得知道如何阅读发布规范非常重要
鲍威尔镜像的主要规范是操作波长预期输入波束直径e类2强度点,因为输入波束为高斯)和输出波扇角绘画中将这些图解显示输出波束拟统一化,而非高斯度度度,扇角测量点功率下降至峰值的80%e类二权点)
鲍威尔镜像初级标语为输入波束直径和输出波扇角
典型地说,鲍威尔镜头最重要的性能参数是强度一致性制造变异和容积效果可产生强度变异(特别是在梁边缘)、非缩表顶层剖面图、周期结构以及散射
电镜扇角通常从强度下降至峰值80%点测量强度一致性由各种制造商以不同方式规定
多数制造商使用前图中给定公式定义线一致性但他们通常只对80%线的中心应用这一规范(图中也表示)。排除波束边缘生成不切实际性能图片, 因为这是非一致性最常见之处
半岛综合体育俱乐部官网首页下载反之,一致性应用强度一致性规范超过线长度的100%线直和约束功率(80%和1/线中包含的功率比)同样适用我们的规范e类峰值功率点数)难度大得多的严格和难以使用规范半岛综合体育俱乐部官网首页下载协和鲍威尔镜头提供更好的测量精度、信号对噪比和单位对单元一致性